JP2010503227A - 自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法に関するものであって、さらに詳細には自動車の屋根の中間部分に設けられて、車両内部の空気循環と開放感で運転手の快適な運転に役立つサンルーフの曲面ガラスに密着されるように太陽電池をいく分にカッティングした後、ＥＶＡフィルムを接着手段としてラミネート機を介し、高温で真空圧着してサンルーフ用の太陽電池モジュールを製造構成することによって、従来製作が不可能であったサンルーフ用の太陽電池モジュールをさらに簡便にサンルーフの曲面ガラスと太陽電池間の接合のためのラミネイティング作業を行うことができるし、特に前記サンルーフの曲面ガラスと同一曲率を有するように製作されたラミネート機の底板を介してサンルーフの曲面ガラスと太陽電池間の接合のためのラミネイティング作業が行うので、前記サンルーフの曲面ガラスの曲率に合わせて従来のラミネート機の構造全体を変更したり、新たに製作しなければならないなどの面倒さ及び経済的負担を解消するとともに、これを介して製作された製品の製造単価及び販売単価もこれまた大きく低下させることができるようにした自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法に関するものである。自動車の屋根の中間部分に設けられて、車両内部の空気循環と開放感で運転手の快適な運転に役立つサンルーフの曲面ガラスに密着されるように太陽電池をいく分にカッティングした後、ＥＶＡフィルムを接着手段としてラミネート機を介して高温で真空圧着し、サンルーフ用の太陽電池モジュールを製造構成することによって、従来の製作が不可能であったサンルーフ用の太陽電池モジュールをさらに簡便にサンルーフの曲面ガラスと太陽電池間との接合のためのラミネイティング作業を行うことができる。また、サンルーフの曲面硝子と同一曲率を有するように製作されたラミネイト機の底板を介してサンルーフの曲面硝子と太陽電池間の接合のためのラミネイティング作業が行うので、上記サンルーフの曲面硝子の曲率に合わせて従来のラミネイト機の構造全体を変更したり、新たに製作しなければならないなどの面倒さ及び経済的負担を解消するとともに、これを介して製作された製品の製造単価及び販売単価もこれまた大きく低下させる。

Description

本発明は自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法に関するものであって、さらに詳細には自動車の屋根の中間部分に設けられて、車両内部の空気循環と開放感で運転手の快適な運転に役立つサンルーフの曲面ガラスに密着されるように太陽電池をいく分にカッティングした後、ＥＶＡフィルムを接着手段としてラミネート機を介し、高温で真空圧着してサンルーフ用の太陽電池モジュールを製造構成することによって、従来製作が不可能であったサンルーフ用の太陽電池モジュールをさらに簡便にサンルーフの曲面ガラスと太陽電池間の接合のためのラミネイティング作業を行うことができるし、特に前記サンルーフの曲面ガラスと同一曲率を有するように製作されたラミネート機の底板を介してサンルーフの曲面ガラスと太陽電池間の接合のためのラミネイティング作業が行うので、前記サンルーフの曲面ガラスの曲率に合わせて従来のラミネート機の構造全体を変更したり、新たに製作しなければならないなどの面倒さ及び経済的負担を解消するとともに、これを介して製作された製品の製造単価及び販売単価もこれまた大きく低下させることができるようにした自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法に関するものである。
一般的に、太陽電池モジュールは、光電效果を用いて光エネルギーを電気エネルギーに変換させる半導体素子として、無公害、無騒音、無限供給エネルギーという理由で近ごろ脚光を浴びている。
特に、地球温暖化を止めるために二酸化炭素、メタンなどの温室ガスの俳出量を規制する京都議定書が2005年2月16日付で発效され、エネルギー源の８０％以上を収入に依存している我が国としては太陽エネルギーが重要な代替エネルギー源中の一つとして位置づけられつつある。
このような太陽電池モジュールは、伝導性リボンを介して直・並列で繋がれる多数の太陽電池によって使用者が必要とする全力を発生させ、使用者はこの全力を用いて常用電源などとして使うことができるし、近ごろ建物の屋上、建物の壁面、山間地域、島嶼地域、公園、交通信号、道路標識などに設けられて建物などに電力を供給するか、または道路標識などの電力源に広く用いられている。
このような従来の太陽電池モジュール１０の場合、低鉄分強化ガラス１２、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、太陽電池１６、上部ＥＶＡフィルム１４ｂ、バックシート１８の順に配列された太陽電池モジュール１０をラミネート機（Laminator）（図示せず）を介して高温で真空圧着し、前記上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂ間の接合及び強化ガラス１２と、ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂ間の接合を介して平板形態に製造されるが、このような太陽電池モジュール１０の通常的な製造過程を調べてみると、
先ず、図１に示したように、太陽電池１６を１次的に接続リボン（interconnecting ribbon）で連結した後、図２のように平板の低鉄分強化ガラス１２、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、太陽電池１６、上部ＥＶＡフィルム１４ｂ、バックシート１８の順に太陽電池モジュール１０を配列させる段階（Ｓ１００）と、前記配列された太陽電池モジュール１０のうち、低鉄分強化ガラス１２がラミネート機の底銅板２４に位置されるように前記配列された太陽電池モジュール１０を安着させる段階（Ｓ１１０）と、前記ラミネート機の上チェンバー（カバー）（図示せず）を閉じた後、作動させて低鉄分強化ガラス１２が接触された底銅板２４に電気供給による電熱作用を介して上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂを融解させる段階（Ｓ１２０）と、
真空ポンプを介してラミネート機の内部空気を吸入して太陽電池モジュール１０側に発生される気泡などを除去する段階（Ｓ１３０）と、コンプレッサーを介してラミネート機の上チェンバー側に圧縮空気を供給太陽電池モジュール１０を加圧し、上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂによって接合させる段階（Ｓ１４０）と、前記太陽電池モジュール１０の接合後、ラミネート機の内部の温度を低下させることができるように水冷を解して底銅板２４の熱を冷凍させる段階（Ｓ１５０）とから平板形態の太陽電池モジュール１０が製造される。
しかしながら、前記のように平板形態に製造される従来の太陽電池モジュール１０を自動車屋根の中間部分に設けられるサンルーフの曲面ガラス１２ａに適用することが非常に難しい問題点があったが、これに対する理由として前記の従来の太陽電池モジュール１０のガラスは、低鉄分強化ガラス（Low-Iron Tempered Glass）１２、厚さが約３．２〜４ｍｍながら平板型構造でなっていて、
前記の低鉄分強化ガラス１２に接着される太陽電池（Solar Cells）１６の場合、シリコーンウエイバーを有して作られて非常に割れやすい構造になっていて、現在まで平板型ガラスにＥＶＡフィルムでラミネイティングして太陽電池モジュール１０を製作しているため、理想の構造をサンルーフの曲面ガラス１２ａに適用させた状態でラミネート機を介してサンルーフの曲面ガラス１２ａと太陽電池１６とをラミネイティングさせるために、前記ラミネート機の上チェンバーを用いて８０ｐｓｉ以上にサンルーフの曲面ガラス１２ａに太陽電池１６が安着された構造の太陽電池モジュール１０を加圧すると、図３に示したようにサンルーフの曲面ガラス１２ａの曲率によって、前記サンルーフの曲面ガラス１２ａと太陽電池１６との間の隙間が形成されてラミネイティング時にサンルーフの曲面ガラス１２ａ及び太陽電池１６が破損するなどの大きな問題点があった。
そして、前記のようにサンルーフの曲面ガラス１２ａと太陽電池１６との接合のためのラミネイティング時にラミネート機の上チェンバーから作用される加圧力によってサンルーフの曲面ガラス１２ａ及び太陽電池１６が破損されるので、実際にサンルーフの曲面ガラス１２ａに太陽電池１６を接合させた太陽電池モジュール１０を製作することが不可能となるしかないなどの問題点もあった。
また、前記のようにサンルーフの曲面ガラス１２ａと太陽電池１６との接合のためのラミネイティング作業を行うためには、前記サンルーフの曲面ガラス１２ａの曲率に合わせて従来のラミネート機の構造全体を変更するか、または新たに製作するしかないなどの面倒さとともに構造的問題点を有しているし、これにより経済的負担まで加重されるようになるなどの問題点もあった。
さらに、前記のようにサンルーフの曲面ガラス１２ａの曲率に合わせて従来のラミネート機の構造全体を変更するか、または新たに製作して製品を生産する場合、これに対する製造単価及び販売単価も大きく増加するしかないなどの問題点もあった。
前記のような従来の問題点を解消するために案出された本発明は、自動車の屋根の中間部分に設けられて、車両内部の空気循環と開放感で運転手の快適な運転に役立つサンルーフの曲面ガラスに密着されるように太陽電池をいく分にカッティングした後、ＥＶＡフィルムを接着手段としてラミネート機を介して高温で真空圧着し、サンルーフ用の太陽電池モジュールを製造構成することによって、従来の製作が不可能であったサンルーフ用の太陽電池モジュールをさらに簡便にサンルーフの曲面ガラスと太陽電池間との接合のためのラミネイティング作業を行うことができるようにすることにその目的がある。
さらに、本発明の製造方法によって製造されたサンループ用の太陽電池モジュールの場合、サンルーフの曲面ガラスと同一曲率を有するように製作されたラミネート機の底板を介して、サンルーフの曲面ガラスと太陽電池間の接合のためのラミネイティング作業が行われるので、前記サンルーフの曲面ガラスの曲率に合わせて従来のラミネート機の構造全体を変更したり、新たに製作しなければならないなどの面倒さ及び経済的負担を解消するとともに、これを介して製作された製品の製造単価及び販売単価もこれまた大きく低下させることに他の目的がある。
本発明の自動車のサンループ用の太陽電池モジュールの製造方法は、ラミネート機を利用して太陽電池モジュールを自動車のサンルーフに接合させる方法であって、
前記サンルーフの曲面ガラスに太陽電池が完全密着されるように前記サンルーフの曲面ガラスの曲率面積を計算する段階と、
前記計算されたサンルーフの曲面ガラスの曲率面積によって太陽電池がサンルーフの曲面ガラスに密着されるように前記太陽電池をいく分にカッティングする段階と、
前記カッティングされた太陽電池を含めてサンルーフの曲面ガラス、下部ＥＶＡフィルム、太陽電池、上部ＥＶＡフィルム、バックシート順に太陽電池モジュールを配列させる段階と、
前記ラミネート機の底板にサンルーフの曲面ガラスが位置するように前記配列された太陽電池モジュールを安着させる段階と、
前記ラミネート機の上チェンバー（蓋）を閉じた後に作動させ、サンルーフの曲面ガラスが接触された底板の電熱作用によって上、下部ＥＶＡフィルムを融解させる段階と、
前記ラミネート機の上チェンバー側に供給された圧縮空気によって太陽電池モジュールを加圧して融解された上、下部ＥＶＡフィルムを介して前記太陽電池モジュールを接合させる段階とを含めて構成されることを特徴とする。
さらに、前記ラミネート機の底板の電熱作用を介してサンルーフの曲面ガラス、下部ＥＶＡフィルム、太陽電池、上部ＥＶＡフィルム、バックシート順に配列された太陽電池モジュールを加熱して上、下部ＥＶＡフィルムを融解させた後、真空ポンプを介してラミネート機の内部空気を吸入し太陽電池モジュール側に発生される気泡などをとり除く段階がさらに含まれることを特徴とする。
そして、前記太陽電池モジュールを接合させた後、ラミネート機の内部温度を低下させることができるように冷却水を介して銅板の熱を冷却させる段階がさらに含まれることを特徴とする。
この際、前記ラミネート機の底板は、安着される太陽電池モジュールのうち、サンルーフの曲面ガラスと接触されるモジュール安着板と、前記モジュール安着板を支える支持底板とが相互一体に形成されるが、前記モジュール安着板は、サンルーフの曲面ガラスの安着時に相互密着されることができるように、前記サンルーフの曲面ガラスと等しい曲率で形成されることを特徴とする。
そして、前記モジュール安着板は銅板材質で形成されて、前記支持底板はモジュール安着板で熱をよく伝達するように、前記モジュール安着板と等しい材質である銅板またはアルミニウム材質で形成されることを特徴とする。
さらに、本発明に適用されたラミネート機の底板の他の実施の例は、安着される太陽電池モジュールのうち、サンルーフの曲面ガラスと接触されるモジュール安着板と、前記モジュール安着板を支える支持底板とが相互一体に形成されるが、前記モジュール安着板は支持底板と等しい銅板材質である“匚”字形態のフレーム構造で形成されることと同時に、前記フレームの内部に燐青銅及びアルミニウムの粉体粉末を流入させ、支持底板から伝達された熱を介して流れ込んだ燐青銅及びアルミニウムの粉体粉末を加熱及びサンルーフの曲面ガラスに加圧し、前記サンルーフの曲面ガラスと等しい曲率を成すように形成されることを特徴とする。
この際、前記燐青銅及びアルミニウムの粉体粉末は、支持底板及びモジュール安着板から容易に熱伝逹ができるように２５０メッシュ（ｍｅｓｈ）の大きさに形成されると同時に、前記モジュール安着板のフレーム内部の温度がサンルーフの曲面ガラスを含めた太陽電池モジュールの接合（ラミネイティング） 作業が行われる１５０℃の温度を形成するように、前記支持底板を１６０℃ないし１７０℃の温度で０．５ないし１時間くらい加熱し、サンルーフの曲面ガラスによって同一曲率に成形されることを特徴とする。
そして、本発明に適用されたラミネート機の底板のまた他の実施の例は、安着される太陽電池モジュールのうち、サンルーフの曲面ガラスと接触されるモジュール安着板と、前記モジュール安着板を支える支持底板とが相互一体に形成されるが、前記モジュール安着板は支持底板と等しい銅板材質“匚”字形態のフレーム構造で形成されることと同時に、前記フレーム内部に白硅砂粉末及び石膏粉末が混合された混合粉末と水とを流入混合した後、サンルーフの曲面ガラスが安着された状態で凝固成形させ、前記サンルーフの曲面ガラスと等しい曲率を成すように形成されることを特徴とする。
この際、前記白硅砂粉末と石膏粉末は、白硅砂粉末の粒子大きさによって５：５または６：４の割合で混合されるが、前記５：５の混合の割合である時、白硅砂粉末の粒子大きさは１６ないし２０メッシュ（ｍｅｓｈ）であって、前記６：４の混合割合である時、白硅砂粉末の粒子大きさは３０ないし６０メッシュ（ｍｅｓｈ）からなっているし、前記モジュール安着板のフレーム中の温度がサンルーフの曲面ガラスを含んだ太陽電池モジュールの接合（ラミネイティング）作業が行われる１５０℃の温度を形成するように、前記支持底板を １８０℃ないし１９０℃の温度で１ないし１．５時間くらい加熱し、サンルーフの曲面ガラスによって同一曲率に成形されることを特徴とする。
さらに、前記下部ＥＶＡフィルムは、バックシートと接触される上部ＥＶＡフィルムに比べて２枚のフィルムが適用設置され、ラミネート機の底板の電熱作用を介して融解されたＥＶＡフィルムがサンルーフの曲面ガラスに安着させた太陽電池間の隙間に流れ込み、これを埋めると同時に、真空ポンプを介するラミネート機の真空脱泡機能によって太陽電池モジュール側に形成された気泡層が完全に除去されることを特徴とする。
自動車の屋根の中間部分に設けられて、車両内部の空気循環と開放感で運転手の快適な運転に役立つサンルーフの曲面ガラスに密着されるように太陽電池をいく分にカッティングした後、ＥＶＡフィルムを接着手段としてラミネート機を介し高温で真空圧着してサンルーフ用の太陽電池モジュールを製造構成することによって、従来の製作が不可能であったサンルーフ用の太陽電池モジュールをさらに簡便にサンルーフの曲面ガラスと太陽電池間の接合のためのラミネイティング作業を行うことができるなどの優れた効果がある。
さらに、本発明の製造方法によって製造されたサンループ用の太陽電池モジュールの場合、サンルーフの曲面ガラスと同一曲率を有するように製作されたラミネート機の底板を介してサンルーフの曲面ガラスと太陽電池間の接合のためのラミネイティング作業が行うので、前記サンルーフの曲面ガラスの曲率に合わせて従来のラミネート機の構造全体を変更したり、新たに製作しなければならないなどの面倒さ及び経済的負担を解消するとともに、これを介して製作された製品の製造単価及び販売単価もこれまた大きく低下させる効果もある。
一般的な太陽電池モジュールの製造過程を示したブロック図である。 図１の過程を介して製造される太陽電池モジュールの配列状態図である。 図１の過程を介して製造された従来の平板の太陽電池とサンルーフの曲面ガラスとの接合時の構造図および細部詳細図である。 本発明の自動車三ループ用の太陽電池モジュールの製造過程を示したブロック図である。 本発明に適用されたラミネート機の底板の平面図である。 図４の過程を介して製造された本発明の自動車サンループ用の太陽電池モジュールの構造図および細部詳細図である。 本発明に適用されたラミネート機の他の実施の例の図である。 本発明に適用されたラミネート機のさらに他の実施の例の図である。
以下、本発明の自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法を図面と対比して詳細に説明する。
図４は、本発明の自動車三ループ用の太陽電池モジュールの製造過程を示したブロック図であり、図５は、本発明に適用されたラミネート機の底板の平面図であり、図６は、図４の過程を介して製造された本発明の自動車サンループ用の太陽電池モジュールの構造図および細部詳細図示したものである。
本発明の自動車サンルーフ用の太陽電池モジュール１０ａ製造方法は、ラミネート器機（図示せず）を用いて太陽電池モジュール１０ａを自動車サンルーフに接合させる方法において、図４に示したように前記サンルーフの曲面ガラス１２ａに太陽電池１６が完全に密着されるように、前記サンルーフの曲面ガラス１２ａの曲率面積を計算する段階（Ｓ２００）と、前記計算されたサンルーフの曲面ガラス１２ａの曲率面積によって太陽電池１６がサンルーフの曲面ガラス１２ａに密着されるように前記太陽電池１６をいく分にカッティングする段階（Ｓ２１０）と、 前記カッティングされた太陽電池１６を含んでサンルーフの曲面ガラス１２ａ、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、太陽電池１６、上部ＥＶＡフィルム１４ｂ、バックシート１８順序で太陽電池モジュール１０ａを配列させる段階（Ｓ２２０）と、前記ラミネート機の底板２０にサンルーフの曲面ガラス１２ａが位置されるように前記配列された太陽電池モジュール１０ａを安着させる段階（Ｓ２３０）と、前記ラミネート機の上チェンバー（蓋）（図示せず）を閉じた後に作動させてサンルーフの曲面ガラス１２ａが接触された底板２０の電熱作用によって上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂを融解させる段階（Ｓ２４０）と、前記ラミネート機の上チェンバー側に供給された圧縮空気によって太陽電池モジュール１０ａを加圧して融解された上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂを介して介して前記太陽電池モジュール１０ａを接合させる段階（Ｓ２６０）とを含んで構成されている。
これのように構成された本発明の自動車サンルーフ用の太陽電池モジュール１０ａの製造方法において、前記ラミネート機の底板２０の電熱作用を介してサンルーフの曲面ガラス１２ａ、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、太陽電池１６、上部ＥＶＡフィルム１４ｂ、バックシート１８順に配列された太陽電池モジュール１０ａを加熱して上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂを融解させた後、真空ポンプを介してラミネート機の内部空気を吸入し太陽電池モジュール１０ａ側に発生される気泡などをとり除く段階Ｓ２５０と、前記太陽電池モジュール１０ａを接合させた後、ラミネート機の内部温度を低下させることができるように冷却水を介して銅板の熱を冷却させる段階Ｓ２７０とがさらに含まれて全体的に本発明の自動車サンルーフ用の太陽電池モジュール１０ａを製造する。
以上の自動車サンルーフ用の太陽電池モジュール１０ａの製造方法に対して好ましい実施の例を詳細に説明するにあたって、サンルーフの曲面ガラス１２ａ、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、太陽電池１６、上部ＥＶＡフィルム１４ｂ、バックシート１８順に配列された太陽電池モジュール１０ａを接合させるラミネート機について簡略に説明すると次のとおりである。
前記したラミネート機（Laminator）の場合、サンルーフの曲面ガラス１２ａ、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、太陽電池１６、上部ＥＶＡフィルム１４ｂ、バックシート１８順に配列された太陽電池モジュール１０ａのうち、前記サンルーフの曲面ガラス１２ａが安着接触されるモジュール安着板２２および前記モジュール安着板２２を支持する支持底板２４が一体に形成されて電熱作用を介して上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂを溶解させる底板２０と、ラミネート機の蓋の役割を行いつつ、前記底板２０の電熱作用により上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂが溶解された太陽電池モジュール１０ａを加圧して接合させる上チェンバーで構成されている。
また、前記ラミネート機には上チェンバーを閉じてラミネート機の内部を密閉させた状態で、底板２０の電熱作用を介して溶解される上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂの間を含めて全体の太陽電池モジュール１０ａの間の空気を吸入し、前記太陽電池モジュール１０ａの間の気泡の発生が除去されるように真空状態を形成するための真空ポンプ（図示せず）と、前記ラミネート機の上チェンバー側に圧縮空気を供給し、前記太陽電池モジュール１０ａを加圧して底板２０の電熱作用を介して、上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂ が融解された状態で、前記太陽電池モジュール１０ａが相互接合されるようにするためのコンプレッサーがそれぞれ繋がれている。
ここで、前記の底板２０の場合、図５に示したように電熱作用を介して上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂを加熱融解させて太陽電池モジュール１０ａを接合させるための温度、すなわち、前記太陽電池モジュール１０ａをラミネイティングさせることができる温度である約１５０℃まで上昇するようになるが、この時、前記のモジュール安着板２２の場合、電熱性能に優れた銅板（厚さが約１０mm以上）材質で形成されると同時に、サンルーフの曲面ガラス１２ａの安着時に、相互密着されることができるように前記サンルーフの曲面ガラス１２ａと等しい曲率で形成されているし、前記モジュール安着板２２と一体に形成された支持底板２４の場合、モジュール安着板２２に熱をよく伝達するように前記モジュール安着板２２と等しい材質である銅板またはアルミニウム材質で形成されている。
また、前記底板２０の内面には電熱作用を介して太陽電池モジュール１０ａを接合させた後、ラミネート機の内部温度、すなわち、冷却水の流動による冷却作用を介して底板２０の温度（約４０〜１００℃）を低下させて、前記サンルーフの曲面ガラス１２ａと太陽電池１６とが接合された太陽電池モジュール１０ａを作業者がラミネート機から分離させることができるようにパイプ形態の冷却水流動管路（図示せず）が設置されている。
そして、前記上チェンバーの場合、コンプレッサーから供給された圧縮空気によって膨脹されて太陽電池モジュール１０ａを８０〜１００ｐｓｉ（５５０〜７００ｋＰａ）の圧力で加圧することができるように内面がシリコーン材質のゴム版からなっているし、約６００％の伸長率とともに、２００℃の温度で耐えることができる特性を有している。
一方、前記のように構成されたラミネート機の底板２０には、サンルーフの曲面ガラス１２ａ、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、太陽電池１６、上部ＥＶＡフィルム１４ｂ、バックシート１８順に配列された太陽電池モジュール１０ａが安着されるようになるが、この際、前記サンルーフの曲面ガラス１２ａは車両の屋根の中間部分に設けられて夏季の室内温度の上昇の時にこれを開放させ、車両内部の空気を早く循環させると同時に、開かれた開放感を与えるなど運転手の快適な運転に役立つことができるようにしたものであって、大部分特殊熱処理をした高強度のガラスながら紫外線と赤外線とを遮断する效果があり、ガラスの断面が内側へ凹むように一定の曲率を有する構造からなっている。
また、前記太陽電池１６の場合、シリコーン係として製造方法によって単結晶太陽電池（single silicon solar cells、図示せず）と、多結晶シリコーン太陽電池（multi or ploy silicon solar cells、図示せず）に区分されて、大きさ及び発生電力によって４インチ、５インチ、６インチ、８インチなどに分類されるが、この際、前記太陽電池１６の平均厚さは約１８０〜３５０ｕｍでありながら平均電力の発生量は４インチである時１．４Ｗ、５インチである時２．３Ｗ、６インチである時３．３Ｗ、８インチである時おおよそ５Ｗである。
この際、前記した太陽電池１６において、サンルーフの曲面ガラス１２ａの曲率に合わせていく分にカッティングするようになるが、これを５インチの大きさの太陽電池１６を例として説明すれと次のようである。
前記の通りに５インチの太陽電池１６をサンルーフの曲面ガラス１２ａの曲率に合わせて６等分にカッティングする場合、前記カッティングされた１個の太陽電池１６の欠片の大きさは４１．７×６２．５ｍｍであり、前記１個の太陽電池１６の欠片の出力は ０．４８Ｖ、０．７９Ａであるが、この際、前記カッティングされた６個の太陽電池１６の欠片を全て直列に連結させ、前記カッティングされた太陽電池１６の総出力をよく見ると、０．４８Ｖ×６＝２．８８Ｖであって、２．８８Ｖ×０．７９８３Ａ＝２．２９９Ｗとして原板の５インチ太陽電池１６と電力発生量がほとんど一致することがわかり、特に、太陽電池１６のカッティング時ダイヤモンドの刃幅である０．０４ｍｍ位のカッティング数に太陽電池１６が損失されるが、刃幅が薄いため前記カッティングされた太陽電池１６の総出力値に大きい影響を与えないということをあらかじめ明らかにしておく。
さらに前記した太陽電池１６の場合、前面にシルバーペーストでプリントされたシルバーの線が形成されるが、縦方向には二つの列の間隔が約１．５〜３ｍｍ程度であるシルバーの線が形成されていて、横方向に線幅が約０．１〜０．５ｍｍ程度であるシルバーの線が約２〜４ｍｍの間隔で形成されているが、この際、前記縦方向に形成されたシルバーの線は太陽電池１６を互いに直列、並列に連結するために接続リボン（interconnecting ribbon）で接合する部分を示したものであり、前記のように太陽電池１６の前面の縦方向と横方向で形成されたシルバーの線同士は、太陽電池１６で発生される電気を横方向に形成された約０．１〜０．５ｍｍのシルバーの線で収集し、再び縦方向で形成された約１．５〜３ｍｍ間隔のシルバーの線で収集して電気を連結する機能を遂行するようになる。
そして、前記太陽電池モジュール１０ａの接着手段である上、下部ＥＶＡフィルム（Ethylene Vinyl Acetate Film）１４ａ、１４ｂの場合、ラミネート機の底板２０の電熱作用を介して融解されながら、サンルーフの曲面ガラス１２ａ、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、太陽電池１６、上部ＥＶＡフィルム１４ｂ、バックシート１８順に配列された太陽電池モジュール１０ａを接合させるのに使われる合成樹脂系列であり、エチレン（ethylene）とビニールアセテートとの共重合体（copolymer）であって、透明性、緩衝性、弾性、引張強度に非常に優れた特性を有し、特に前記下部ＥＶＡフィルム１４ａはバックシート１８と接触される上部ＥＶＡフィルム１４ｂに比べて、２枚のフィルムが適用設けられてラミネート機の底板２０の電熱作用を介して融解されたＥＶＡフィルムがサンルーフの曲面ガラス１２ａに安着させた太陽電池１６の間の隙間に流れ込み、これを埋めると同時に真空ポンプを介するラミネート機の真空脱泡機能によって太陽電池モジュール１０ａ側に形成された気泡層が完全除去されるようになる。
また、前記太陽電池モジュール１０ａの最上層に位置されてラミネート機の上チェンバーと接触されるバックシート１８の場合、ＰＥＴフィルムの両側面にテドラー（tedlar） フィルムをつけるなど、本出願人によって先出願され２００６年８月７日付で登録された太陽電池モジュール用のバックシート１８の製造工程（特許登録番号第0612411号）を通じて製造されたものであり、防水及び絶縁、紫外線を遮断する役割とともに、高い温度及び湿度にもよく耐える優秀な耐久性によって太陽電池モジュール１０ａの寿命を延長させることができるなどの機能的特性を遂行する。
一方、図７は本発明の自動車サンルーフ用の太陽電池モジュール１０ａの製造過程のうち、高温で真空圧着して太陽電池モジュール１０ａのラミネイティング作業に使われるラミネート機において、電熱作用を介して上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂを加熱融解させ太陽電池モジュール１０ａの接合ができるようにする底板２０ａの他の実施の例として、これは図７に示したようにラミネート機に安着される太陽電池モジュール１０ａのうち、サンルーフの曲面ガラス１２ａと接触されるモジュール安着板２２ａと、前記モジュール安着板２２ａを支える支持底板２４とが相互一体に形成されるが、前記モジュール安着板２２ａの場合、支持底板２４と等しい銅板材質である“匚”字形態のフレーム構造で形成されることと同時に、前記フレームの内部に燐青銅及びアルミニウムの粉体粉末を流し込ませて支持底板２４から伝達された熱を介して流れ込んだ燐青銅及びアルミニウムの粉体粉末を加熱及びサンルーフの曲面ガラス１２ａで加圧し、前記サンルーフの曲面ガラス１２ａと等しい曲率を成すように形成されている。
この時、前記モジュール安着板２２ａの内に流れ込んだ前記燐青銅及びアルミニウムの粉体粉末は、支持底板２４及びモジュール安着板２２ａから容易に熱伝逹ができるように２５０メッシュ（ｍｅｓｈ）の大きさに形成されると同時に、前記モジュール安着板２２ａのフレーム内部の温度がサンルーフの曲面ガラス１２ａを含めた太陽電池モジュール１０ａの接合（ラミネイティング） 作業が行われる１５０℃の温度を形成するように、前記支持底板２４を１６０℃ないし１７０℃の温度で０．５ないし１時間くらい加熱し、サンルーフの曲面ガラス１２ａによって同一曲率に成形される。
そして、図８は本発明の自動車サンルーフ用の太陽電池モジュール１０ａの製造過程のうち、高温で真空圧着して太陽電池モジュール１０ａのラミネイティング作業に使われるラミネート機において、電熱作用を介して上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂを加熱融解させ太陽電池モジュール１０ａの接合ができるようにする底板（20b）のこれまた他の実施の例として、これは図７に示された他の実施の例のラミネート機底板２０ａと同じくラミネート機に安着される太陽電池モジュール１０ａのうち、サンルーフの曲面ガラス１２ａと接触されるモジュール安着板２２ａと、前記モジュール安着板２２ａを支える支持底板２４とが相互一体に形成されるが、前記モジュール安着板２２ａは支持底板２４と等しい銅板材質である“匚”字形態のフレーム構造で形成されることと同時に、前記フレーム内部に図８に示したように、白硅砂粉末及び石膏粉末が混合された混合粉末と水とを流入混合した後、サンルーフの曲面ガラス１２ａが安着された状態で凝固成形させ、前記サンルーフの曲面ガラス１２ａと等しい曲率を成すように形成されている。
この時、前記のモジュール安着板２２ａの内に流れ込んだ白硅砂粉末及び石膏粉末の場合、前記白硅砂粉末と石膏粉末は、白硅砂粉末の粒子大きさによって５：５または６：４の割合で混合されるが、前記の混合比率のうち５：５の混合の比率である時、白硅砂粉末の粒子大きさは１６ないし２０メッシュ（ｍｅｓｈ）からなっていて、前記６：４の混合の比率である時、白硅砂粉末の粒子大きさは３０ないし６０メッシュ（ｍｅｓｈ）からなっているし、前記モジュール安着板２２ａのフレーム中の温度がサンルーフの曲面ガラス１２ａを含んだ太陽電池モジュール１０ａの接合（ラミネイティング）作業が行われる１５０℃の温度を形成するように、前記支持底板２４を １８０℃ないし１９０℃の温度で１ないし１．５時間くらい加熱し、サンルーフの曲面ガラス１２ａによって同一曲率に成形される。
以上のように構成された自動車サンルーフ用の太陽電池モジュール１０ａに対する製造過程の望ましい実施の例を図４と対比して以下に詳しく説明する。
〔実施の例〕
先ず、サンルーフの曲面ガラス１２ａに太陽電池１６を図５に示したように完全に密着させてラミネティト機によって接合ができるように、前記サンルーフの曲面ガラス１２ａの曲率面積を計算（Ｓ２００）した後、前記計算されたサンルーフの曲面ガラス１２ａの曲率面積によって太陽電池１６が前記サンルーフの曲面ガラス１２ａ面に完全に密着できるように前記太陽電池１６をいく分にカッティング（Ｓ２１０）する。
そして、前記のようにカッティングされた太陽電池１６を含んでサンルーフの曲面ガラス１２ａ、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、太陽電池１６、上部ＥＶＡフィルム１４ｂ、バックシート１８の順に太陽電池モジュール１０ａを配列（Ｓ２２０）させた後、前記ラミネート機の底板２０、すなわち、支持底板２４と一体化を成しながらサンルーフの曲面ガラス１２ａと等しい曲率に形成された銅板材質のモジュール安着板２２にサンルーフの曲面ガラス１２ａが位置されるように、前記配列された太陽電池モジュール１０ａを安着（Ｓ２３０）させた後、前記ラミネート機の蓋部分である上チェンバーを閉じてラミネート機の内部を密閉させる。
このようにラミネートの上チェンバーを閉じて内部を密閉させた状態において、前記ラミネート機を作動させサンルーフの曲面ガラス１２ａが接触された底板２０への電気供給による電熱作用ができながら、上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂを徐徐に融解（Ｓ２４０）させるが、この際、前記電熱作用による底板２０、すなわち、モジュール安着板２２の温度がサンルーフの曲面ガラス１２ａを含めた太陽電池モジュール１０ａの接合（ラミネイティング）作業がなだらかに行われる１５０℃まで上昇するようになる。
これと同時に、前記のようにラミネート機の底板２０の電熱作用を介してサンルーフの曲面ガラス１２ａ、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、太陽電池１６、上部ＥＶＡフィルム１４ｂ、バックシート１８の順に配列された太陽電池モジュール１０ａを加熱して、上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂを融解させる過程において、真空ポンプを介してラミネート機の内部の空気を吸入して上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂを含めた太陽電池モジュール１０ａの全体に発生される気泡などを除去（Ｓ２５０）する。
そして、前記のように真空ポンプを介してラミネート機の内部の空気、すなわち、上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂを含んだ太陽電池モジュール１０ａの全体に発生される気泡などが除去された状態のいて、前記ラミネート機の上チェンバーと繋がれたコンプレッサーを介して圧縮空気を供給して膨脹される上チェンバー内側のゴム板を通じて太陽電池モジュール１０ａを加圧するようになるが、この際、前記供給された圧縮空気による上チェンバーは８０〜１００ｐｓｉ（５５０〜７００ｋＰａ）の圧力で太陽電池モジュール１０ａを加圧するようになり、前記した加圧作用を通じて融解された上、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、１４ｂを接着手段として前記配列された太陽電池モジュール１０ａ、すなわち、サンルーフの曲面ガラス１２ａ、下部ＥＶＡフィルム１４ａ、太陽電池１６、上部ＥＶＡフィルム１４ｂ、バックシート１８の順に配列された太陽電池モジュール１０ａが相互接合（Ｓ２６０）される。
その次、最後の段階として前記ラミネート機の上チェンバーの加圧作用を通じて太陽電池モジュール１０ａの接合が完了すれば前記ラミネート機の内部から接合が完了した太陽電池モジュール１０ａを分離排出させることができるように加熱されたラミネート機の底板２０を冷却（Ｓ２７０）させるようになるが、この際、前記した冷却過程はラミネート機の底板２０の内部に設けられた冷却水の流動管路を介して冷却水を流動させることによって、前記冷却水による底板２０の温度を低下させた後、前記ラミネート機の上チェンバーをオープンさせ、サンルーフの曲面ガラス１２ａに太陽電池１６が接合された太陽電池モジュール１０ａ、すなわち、自動車サンルーフ用の太陽電池モジュール１０ａをラミネート機の底板２０、すなわち、モジュール安着板２２から分離排出させることによって、前記した自動車サンルーフ用の太陽電池モジュール１０ａの製造過程がすべて終了する。
以上のように、上述した実施の例は本発明の最も望ましい例として説明したが、前記実施の例にのみ限られるものではなく、本発明の技術思想を外れない範囲内で多様な変形が可能であるということは当業者にとって明白なことである。
自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法が関連した産業全般に有用である。
１０ａ：太陽電池モジュール
１２ａ：サンルーフの曲面ガラス
１４ａ：下部ＥＶＡフィルム
１４ｂ：上部ＥＶＡフィルム
１６：太陽電池
１８：バックシート
２０、２０ａ、２０ｂ：底板
２２、２２ａ：モジュール安着板
２４：支持底板（底銅板）

Claims (10)

  1. ラミネート機を利用して太陽電池モジュールを自動車のサンルーフに接合させる方法であって、
    前記サンルーフの曲面ガラスに太陽電池が完全密着されるように前記サンルーフの曲面ガラスの曲率面積を計算する段階と、
    前記計算されたサンルーフの曲面ガラスの曲率面積によって太陽電池がサンルーフの曲面ガラスに密着されるように前記太陽電池をいく分にカッティングする段階と、
    前記カッティングされた太陽電池を含めてサンルーフの曲面ガラス、下部ＥＶＡフィルム、太陽電池、上部ＥＶＡフィルム、バックシート順に太陽電池モジュールを配列させる段階と、
    前記ラミネート機の底板にサンルーフの曲面ガラスが位置するように前記配列された太陽電池モジュールを安着させる段階と、
    前記ラミネート機の上チェンバー（蓋）を閉じた後に作動させ、サンルーフの曲面ガラスが接触された底板の電熱作用によって上、下部ＥＶＡフィルムを融解させる段階と、
    前記ラミネート機の上チェンバー側に供給された圧縮空気によって太陽電池モジュールを加圧して融解された上、下部ＥＶＡフィルムを介して前記太陽電池モジュールを接合させる段階とを含めて構成されることを特徴とする自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法。
  2. 前記ラミネート機の底板の電熱作用を介してサンルーフの曲面ガラス、下部ＥＶＡフィルム、太陽電池、上部ＥＶＡフィルム、バックシート順に配列された太陽電池モジュールを加熱して上、下部ＥＶＡフィルムを融解させた後、真空ポンプを介してラミネート機の内部空気を吸入し太陽電池モジュール側に発生される気泡を除去する段階がさらに含まれることを特徴とする請求項１に記載の自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法。
  3. 前記太陽電池モジュールを接合させた後、ラミネート機の内部温度を低下させることができるように冷却水を介して銅板の熱を冷却させる段階がさらに含まれることを特徴とする請求項１に記載の自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法。
  4. 前記ラミネート機の底板は、安着される太陽電池モジュールのうち、サンルーフの曲面ガラスと接触されるモジュール安着板と、前記モジュール安着板を支持する支持底板とが相互一体に形成されるが、前記モジュール安着板はサンルーフの曲面ガラスの安着時、相互密着されることができるように、前記サンルーフの曲面ガラスと等しい曲率で形成されることを特徴とする請求項１に記載の自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法。
  5. 前記モジュール安着板は銅板材質で形成されて、前記支持底板はモジュール安着板で熱をよく伝達するように、前記モジュール安着板と等しい材質である銅板またはアルミニウム材質で形成されることを特徴とする請求項４に記載の自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法。
  6. 前記ラミネート機の底板は、安着される太陽電池モジュールのうち、サンルーフの曲面ガラスと接触されるモジュール安着板と、前記モジュール安着板を支持する支持底板とが相互一体に形成されるが、前記モジュール安着板は支持底板と等しい銅板材質である“匚”字形態のフレーム構造で形成されることと同時に、前記フレーム内部に燐青銅及びアルミニウムの粉体粉末を流し込ませて支持底板から伝達した熱を介して流れ込んだ燐青銅及びアルミニウムの粉体粉末を加熱及びサンルーフの曲面ガラスに加圧し、前記サンルーフの曲面ガラスと等しい曲率を成すように形成されることを特徴とする請求項１に記載の自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法。
  7. 前記燐青銅及びアルミニウムの粉体粉末は、支持底板及びモジュール安着板から容易に熱伝逹ができるように２５０メッシュ（ｍｅｓｈ）の大きさに形成されると同時に、前記モジュール安着板のフレーム内部の温度がサンルーフの曲面ガラスを含めた太陽電池モジュールの接合（ラミネイティング） 作業が行われる１５０℃の温度を形成するように、前記支持底板を１６０℃ないし１７０℃の温度で０．５ないし１時間くらい加熱し、サンルーフの曲面ガラスによって同一曲率に成形されることを特徴とする請求項６に記載の自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法。
  8. 前記ラミネート機の底板は、安着される太陽電池モジュールのうち、サンルーフの曲面ガラスと接触されるモジュール安着板と、前記モジュール安着板を支持する支持底板とが相互一体に形成されるが、前記モジュール安着板は支持底板と等しい銅板材質“匚”字形態のフレーム構造で形成されることと同時に、前記フレーム内部に白硅砂粉末及び石膏粉末が混合された混合粉末と水を流入混合した後、サンルーフの曲面ガラスが安着された状態で凝固成形させ前記サンルーフの曲面ガラスと等しい曲率を成すように形成されることを特徴とする請求項１に記載の自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法。
  9. 前記白硅砂粉末と石膏粉末は白硅砂粉末の粒子大きさによって５：５または６：４の割合で混合されるが、前記５：５の混合の割合である時、白硅砂粉末の粒子大きさは１６ないし２０メッシュ（ｍｅｓｈ）であって、前記６：４の混合割合である時、白硅砂粉末の粒子大きさは３０ないし６０メッシュ（ｍｅｓｈ）からなっているし、前記モジュール安着板のフレーム中の温度がサンルーフの曲面ガラスを含んだ太陽電池モジュールの接合（ラミネイティング）作業が行われる１５０℃の温度を形成するように、前記支持底板を １８０℃ないし１９０℃の温度で１ないし１．５時間くらい加熱し、サンルーフの曲面ガラスによって同一曲率に成形されることを特徴とする請求項８に記載の自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法。
  10. 前記下部ＥＶＡフィルムはバックシートと接触される上部ＥＶＡフィルムに比べて２枚のフィルムが適用設置され、ラミネート機の底板の電熱作用を介して融解されたＥＶＡフィルムがサンルーフの曲面ガラスに安着させた太陽電池間の隙間に流入し、これを流れ込むと同時に、真空ポンプを介するラミネート機の真空脱泡機能によって太陽電池モジュール側に形成された気泡層が完全に除去されることを特徴とする請求項２に記載の自動車サンルーフ用の太陽電池モジュールの製造方法。
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